[发明专利]一种教室人数统计方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理和模式识别领域，具体地指一种通过教室摄像头采集教室图像进行处理的教室人数统计方法和系统。

背景技术

在高校教室或者自习室，一般都存在有摄像头监控系统，借助摄像头采集到的教室的画面对教室里的人数进行统计，有利于学生对教室状态的了解，方便了学生选择自习室，提高了效率；有利于对教室教学电气设备的集中控制，减少资源的浪费。

中国专利申请CN 102184241公开了教室状态查询系统及其统计方法，该系统使用到的人数统计方法主要利用动态识别方法统计运动的人体，采用教室模板对比的方法统计坐下的人体，系统包括带云台的摄像头、云台控制器、主控计算机、交换机和服务器等。该系统的不足之处在于：

第一，没有涉及教室模板更新方法，会影响后续人数统计的过程；

第二，摄像头拍摄画面随云台运动，会对动态识别方法统计运动的人体的过程产生影响；

第三，人数统计方法比较复杂，因为要同时处理多个教室的图像信息，复杂的方法会影响实时性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于设计一种教室人数统计方法，能够实时并准确地统计教室中的人数。

解决上述技术问题所采用的技术方案是提供一种教室人数统计方法，该方法包括以下步骤：

S1、初始化背景模型，在教室无人状态下建立背景模型，并建立人体上半身边缘二值模型；

S2、采用背景差技术得到教室里的二值前景图像，对二值前景图像进行膨胀运算，得到可能的人体活动区域；

S3、搜索所述二值前景图像中的二值峰值点，加入头顶检测集合；

S4、提取当前帧中人体活动区域的边缘信息，采用滑动窗口匹配的方法，将步骤S1中建立的人体上半身边缘二值模型与每一次滑动后的窗口中的边缘图像进行相似度比较，设定相似度阈值，将大于阈值的人体上半身区域加入人体检测集合；

S5、结合头顶检测集合和人体检测集合，采用聚类分析的方式进行人数统计，即实现对当前帧的人数统计；

S6、在上述人数统计的过程中在线地对非人体区域进行区域背景更新，或者人数统计为0时更新全局背景模型。

在上述技术方案中，步骤S1中所述的人体上半身边缘二值模型是采用大量归一化以后的实际上半身图片进行累加得到的概率分布模型，使用教室中的多个人体上半身二值轮廓进行像素点累积统计，最后除以总像素数后得到的概率分布图像。

在上述技术方案中，步骤S2中二值前景图像通过以下步骤获得：对当前帧和背景模型进行灰度化和高斯模糊，然后对应像素点做差取绝对值，分别将绝对值大于和小于阈值的像素点设定为前景点和背景点。

在上述技术方案中，步骤S3中所述的二值峰值点是每一个前景二值团块的峰值点，定义为height值最小并且处于中间的点，即可能的人体头顶点。

在上述技术方案中，步骤S5中采用聚类分析方法进行人数统计包括以下步骤：以人体上半身模型的体宽为最大聚类直径，头顶检测集合中的点为聚类中心，对人体检测集合中得到的匹配点进行聚类，当匹配点达到一定的数量认定人数加一，超出直径范围的点重新建立新的聚类中心。

本发明提供的教室人数统计方法能够通过采集教室内的图像信息得到教室内的人数，本发明方法运算量小，且所得的人数统计准确度高，既可以满足PC机对多个教室监控视频进行实时处理的速度要求，也满足ARM，DSP等对单个教室监控视频的实时处理的速度要求。本方法对教室中无论是静坐的人还是走动的人都有统计效果。对教室这种间歇性开放的公共场所的人数统计方法和系统有利于教室资源的合理分配，电气设备的智能化管理，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中教室人数统计方法的流程图。

图2为本发明实施例中人体上半身二值模型训练示意图。

图3为本发明实施例中聚类过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的教室人数统计方法作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例中教室人数统计方法包括以下步骤：